Al-Zn-Mg系合金研究现状

Al-Zn-Mg系合金具有高的强度、韧性,良好的焊接性能和工艺性能,是建筑、军用设施、航空航天器与地面车辆和装备的主要焊接结构材料。在查阅大量文献的基础上,指出了Al-Zn-Mg系合金中各元素对合金组织和性能的影响;介绍了国内外Al-Zn-Mg系合金的研究现状、存在的问题及发展趋势。

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系合金的热处理技术研究综述

综述了高Zn含量(质量分数不小于7%)Al-Zn-Mg-Cu系合金的研究现状,重点介绍了高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系合金热处理技术(均匀化处理、固溶处理、时效处理及形变热处理)的研究近况,阐述了不同热处理技术对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系合金组织性能的影响机制,展望了高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系合金发展趋势及前景,旨在为Al-Zn-Mg-Cu合金综合性能的提升及铝合金材料产业的持续发展提供参考。

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金增材制造研究进展

Al-Zn-Mg-Cu系(即7xxx系)铝合金是军民两用最为广泛的一类超高强度铝合金,Al-Zn-Mg-Cu系铝合金增材制造技术具有复杂零件精密成形与轻量化设计等显著优势,市场需求广泛。本文综述了Al-Zn-Mg-Cu系合金增材制造技术的研究进展,总结了国内外增材制造7075铝合金目前存在的问题和改进措施。对7075铝合金增材制造技术未来的研究热点和发展方向进行了展望。

超高强Al-Zn-Mg-Cu系合金板材研究

利用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机研究了超高Zn、Mg含量和微量Sc、Sm稀土元素对Al-Zn-Mg-Cu系合金板材微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:板材强度随Zn、Mg元素含量的增加而提高;添加微量Sm元素对细化晶粒没有效果,且在基体中形成不能消除的含Sm第二相,对性能不利;Sc可有效细化铸锭晶粒,抑制再结晶,并显著提高板材强度,Sc元素添加量达到w(Sc)=0.2%可使板材屈服强度提升59 MPa,抗拉强度提升51 MPa;在高合金化的基础上复合添加w(Zr)=0.12%和w(Sc)=0.2%,板材屈服强度可达726 MPa,抗拉强度可达752 MPa。

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金厚板截面色差原因分析及工艺改进

针对Al-Zn-Mg-Cu铝合金厚板截面阳极氧化过程中出现的色差缺陷问题,通过金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度计及氧化膜测试仪等多种检测仪器,对缺陷进行了定性分析,确定了色差产生的根本原因,并开展了不同轧制工艺对Al-Zn-Mg-Cu铝合金厚板截面再结晶组织的影响研究。结果表明:Al-Zn-Mg-Cu系厚板色差缺陷产生的根本原因与整个截面再结晶组织分布不均匀有关;精确控制轧制工艺可有效改善厚度截面的色差现象,获得满足要求的产品。

Al-Zn-Mg系A合金板材退火工艺制度研究

为了生产符合铁路列车用材性能要求的铝合金板材,试验研究了Al-Zn-Mg系A合金板材的热轧温度,冷轧板材退火温度、保温时间与力学性能、组织之间的关系。确定了该合金板材的热轧温度为370℃-410℃,冷轧板材的退火工艺制度为（370-390）℃保温1 h。

Al-Mg系合金中合金化元素作用及其对力学性能的影响

铝镁合金是轻量化材料应用领域中一种重要的金属材料,属于中高强度铝合金,具有较高的塑性、良好的耐蚀性以及优良的焊接性等优势,目前在航空航天、交通运输和军工制造等领域具有广阔的应用前景。笔者综述了铝镁合金力学性能特点以及用途,介绍了Al-Mg系合金中的强化机制,重点阐述了Al-Mg系合金中主合金化元素Mg及其含量对合金微观组织和力学性能的影响规律及机理,详细论述了Mn、Zr、Ti、Sc、Er、Y等微合金化元素的作用以及对Al-Mg系合金微观组织和力学性能的影响规律。最后,结合Al-Mg系合金当前研究现状,提出了今后值得研究的方向。

Al-Zn-Mg系铝合金应力腐蚀性能

研究了热处理制度和时效工艺的改变对Al-Zn-Mg系铝合金的组织结构、力学性能和应力腐 蚀性能的影响。研究结果表明:高温预析出可以改变Al-Zn-Mg系铝合金晶界的析出相大小和分 布,从而改善其抗应力腐蚀性能;在T6和T612种人工时效条件下,预析出的合金的抗应力腐蚀 性能均好于无预析出的合金。在自然时效状态下,引入超声波,对无预析出合金的应力腐蚀性能 进行了初步探索,发现超声波可以提高合金的抗应力腐蚀性能,而对合金的硬度无影响。

7000系高强铝合金微观组织结构对应力腐蚀行为和机制影响的研究进展

7000系(Al-Zn-Mg-Cu)高强铝合金是铝合金中强度最高的系列之一,应力腐蚀开裂(SCC)是影响其服役安全稳定性的关键因素。综述了应力腐蚀开裂的阳极溶解机制和氢致开裂(HIC)机制,总结了7000系铝合金中的组织结构对合金SCC行为及机制的影响;从合金化学成分、热处理、预应变、表面处理等方面对SCC敏感性的影响出发,论述了不同组织结构对SCC行为的影响。提出了降低7000系高强铝合金SCC敏感性的重点研究方向:通过优化合金元素、使用新型的热处理工艺和表面处理技术等方法合理调控合金的微观组织结构,进而延长合金的使用寿命,使材料受到更好地保护。

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的凝固态显微组织

利用OM、SEM、XRD及TEM等分析方法,对几种高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系合金的凝固态组织进行研究,通过比较不同合金中一次凝固析出相的种类、形貌结构及合金元素在各相中的显微分布,揭示了不同凝固析出相的形成过程与机理。结果表明:法系7449、7056合金晶界处粗大析出相为T(Mg(Zn,Cu,Al)2)四元相共晶组织,且大部分共晶组织网层状结构发达,共晶组织特征明显;美系7136与7095合金晶界处粗大的网状结构第二相数目大大减少,主要以棒条状结构存在,且部分粗大第二相是以两相(T(Al Zn Mg Cu)与θ(Al2Cu))伴生的结构形态存在;不同合金凝固态显微组织的差异是由合金成分的不同而导致的凝固进程的差异造成的;其中,Cu元素含量对凝固态组织中一次凝固析出相的种类及结构形貌有较大影响。

Li对Al-Zn-Mg-Cu系合金时效早期原子聚集行为的影响

针对Al Zn Mg Cu Li合金时效早期出现的硬度快速上升现象,用L J势函数计算了该合金各种原子间、原子与空位间的相互作用势。结果表明:在Al Zn Mg Cu合金中,以Mg/v聚集为主,还有Zn/v,Cu/v,Zn/Mg的复合聚集;加入较高量的Li以后,则以Li/v聚集为主,几乎没有Zn/Mg聚集形式。

Mg-Bi系合金的研究进展

合金元素Bi的价格较低,在镁中有较高的固溶度,随着温度降低,其固溶度减小,析出Mg_(3)Bi_(2)相,提高了镁的力学性能,因此Mg-Bi系合金具有良好的固溶和时效硬化潜力。在Mg-Bi系合金中加入Sn、Mn、Al、Ca、Zn等元素,改善合金组织,能够进一步提高合金的力学性能及耐腐蚀性。文中介绍了国内外学者对Mg-Bi系合金的研究进展,在总结Mg-Bi二元合金研究成果基础上,系统的概述了Mg-Bi-Sn系、Mg-Bi-Mn系、Mg-Bi-Al系、Mg-Bi-Ca系、Mg-Bi-Zn系等合金的组织和性能,综述了合金化对合金第二相、晶粒尺寸、织构、动态再结晶的影响,阐述了合金元素种类、添加量及热加工参数与合金力学性能的关系。总结了Mg-Bi系合金研究中存在的问题,并对今后的研究工作进行了展望。

Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金研究进展

简要评述了 Zn、 Mg、 Cu、 Cr、 Zr等主要元素及稀土对 Al- Zn- Mg- Cu系合金性能的影响 ,介绍了热处理工艺和进展以及制备 Al- Zn- Mg- Cu系合金的新技术 ,指出了现存的问题并展望了发展趋势。

Sc对Al-Zn-Mg-Cu系铸造铝合金组织与性能的影响

研究了添加x%Sc(x=0.15,0.30,0.45)对Al-6.0Zn-2.8Mg-1.9Cu试验铝合金金属型铸造组织和室温及200～300℃高温力学性能的影响。研究表明,Sc可以有效改变合金基体α(Al)相的尺寸和形态,并对合金共晶组织有明显的变质作用,同时可以有效去除合金组织中的Al7Cu2Fe含铁相,从而提高试验合金的室温抗拉强度。当Sc添加量为0.45%时,合金的室温抗拉强度最高可达510 MPa。但Sc对合金的室温塑性影响不大。当Sc添加量为0.30%时,合金的高温瞬时抗拉强度明显提高。

稀土Ho对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织和力学性能的影响

[目的]为了提高Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的综合性能,研究了稀土钬(Ho)对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织及力学性能的影响。[方法]采用金相显微镜、扫描电镜观察、能谱仪和拉伸试验等方法对稀土钬(Ho)改性Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织和力学性能进行了研究。[结果]加入Ho能够细化基体组织、净化晶界,使呈网状连续分布的晶界变为断续的岛状和鱼骨状;当稀土Ho的含量为0.5%时,晶粒达到最小最细状态,且合金熔铸缺陷明显减少,合金的抗拉强度为244 MPa,伸长率为2.92%,韧性达到最大值;随着Ho含量的增加,合金中生成了一种新相Al_3Ho,该相较软,析出在晶界,从而降低了合金的硬度。[结论]加入适量稀土元素Ho可以有效细化Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的组织,显著提高合金的塑性及韧性,但硬度下降。

预时效对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金组织及硬度的影响

研究了Al-Zn-Mg-Cu系铝合金形变热处理过程中时效制度变化对其组织和性能的影响。结果表明,预时效过程中适当地提高时效温度和延长时效保温时间,可以得到预时效的优化工艺参数;金相观察发现,预时效后合金再结晶明显细化,可观察到明显的析出相;预时效后随着形变量的增加,合金硬度随之增加,当形变量达到40%左右时合金硬度最高,随形变量增加,合金硬度略有下降;变形后的试样再进行终时效处理后,硬度提升不明显。

2系铝合金的搅拌摩擦焊接接头微观组织与力学性能研究

采用搅拌摩擦焊对铝板进行对接焊试验,具体形式为单面焊双面成型,采用拉伸机和显微维氏硬度仪对试样进行力学性能测试,利用蔡司金相与扫描电子显微镜研究母材和焊接接头的微观组织。结果表明,在微观组织方面,前进速度不变时,随旋转速度的增加,材料焊合区的组织更均匀,晶粒尺寸更为细小均匀致密;热机影响区存在有板条状的粗大组织和细小的等轴晶,且晶粒尺寸在逐渐变小;热影响区平均晶粒尺寸呈现增大的趋势。在硬度方面,焊接接头硬度热影响区最低,搅拌焊合区次之,热机影响区位于二者之间。在拉伸方面,不同焊接工艺下试样的拉伸断裂位置均在铝合金的焊接接头处,焊接接头断口呈现比较明显的韧性断裂特征。1000r·min^(-1)及100mm/min下的焊接接头的断裂伸长率为17.1%、抗拉强度可以达到410MPa,其焊接接头的力学性能最优。由此得出结论,铝合金搅拌摩擦焊可以获得性能比较优良的焊接接头,可为其他铝合金材料的FSW焊接提供技术参考。

高性能Cu-Ni-Si系合金研究现状及发展趋势

先进铜基材料具有广阔的市场及良好的发展前景。相比于Cu-Be, Cu-Fe-P, Cu-Cr等合金而言,Cu-Ni-Si系合金具有高强度、较高的导电率、良好的抗高温软化、抗应力松弛性能及低廉的价格等优点,广泛应用于机械制造、航空航天、交通运输、电子和电气工程等工业领域。本文首先介绍了Cu-Ni-Si系合金的发展现状,并从产品性能及产业化方面论述了国内外存在的差异。该合金发展趋势主要是朝着先进高强高导弹性铜合金方向发展,核心挑战是在提升强度的同时保持甚至提高导电性能,并且由于服役环境的复杂化及服役时间的延长,对于材料服役性能的可靠稳定性也提出了更为严苛的要求。最后从成分设计、加工及形变热处理工艺、时效析出行为、服役性能等方面综述了CuNi-Si系合金的研究现状,并针对目前该材料存在的不足,展望了高强度高导电铜合金的未来发展趋势。

基于灰色系统理论的Al-Zn-Mg合金板材疲劳寿命预测

以Al-Zn-Mg合金板材的疲劳性能为指标,通过测试获得Al-Zn-Mg合金疲劳寿命的S-N曲线.将灰色系统理论模型运用到Al-Zn-Mg合金板材疲劳寿命的预测中,通过Al-Zn-Mg合金的S-N曲线来评估和比较灰色系统模型寿命预测的准确性.计算结果表明,灰色系统模型预测值与S-N曲线比较接近.在多步预测中,等维灰度均值GM(1,1)模型与原始均值GM(1,1)模型相比具有较高的预测精度,可以更好地预测Al-Zn-Mg合金板材材料的疲劳寿命.

Al-Zn-Mg系铝合金的微合金化研究进展

Al-Zn-Mg系铝合金作为一种轻质高强合金在航空航天和交通等领域有着重要的应用。获得更高的力学性能以及更优的耐腐蚀性能是Al-Zn-Mg系合金的发展方向,因此需要进一步优化其微观组织。在合金成分和热处理制度调控空间有限的情况下,微合金化成为该合金性能改善的一种重要手段。本文简要总结了微合金化元素对Al-Zn-Mg系铝合金力学性能、热加工行为及耐腐蚀性能的影响,重点关注了微合金化元素在不同工艺阶段下形成的第二相颗粒能有效细化晶粒并强烈阻碍位错运动;讨论了热加工变形过程中钉扎晶界及亚晶界、抑制回复再结晶的作用;阐述了提高合金耐腐蚀性能方法的内在机理。最后对Al-Zn-Mg系铝合金微合金化的研究方向进行展望,深入理解微合金化元素间、主微合金元素间的相互作用机理,实现微合金化元素的精准、精确投放将是未来主要的研究内容之一。明确微合金化元素在热加工过程中对变形组织及位错组态的调控作用将对提高合金耐腐蚀性能提供借鉴。